混凝土结构基本原理第9章

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思考题

9-1冲切破坏的主要特点是什么?

答:破坏时,在板上、下表面的局部范围内存在环状的裂缝,环状裂缝内部的锥台状块体在荷载作用方向相对于其外围部分的板向板面外脱落(或有这样的趋势)。

9-2影响受冲切承载力的因素有哪些?

答:(1)混凝土强度;

(2)板的有效高度;

(3)荷载面积;

(4)尺寸效应;

(5)抗弯钢筋;

(6)边界条件。

9-3为什么设置柱帽和托板能提高板的受冲切承载力?

答:柱帽增加局部荷载的作用面积;托板增大冲切破坏区域的板的厚度,提高受冲切承载力。

9-4常用的抗冲切钢筋有哪些形式?

答:箍筋,弯起钢筋。

9-5局部受压破坏的机理是什么?

答:在局部受压面上纵向压应力的数值较大,经过一定长度的过渡区段后(这个过渡区段的长度约等于构件截面的宽度2b),纵向压应力在整个截面中变成均匀分布。在端部的区段内,还存在横向应力。在局部受压荷载的表面附近,横向应力为压应力,往下逐渐转为拉应力,且在(0.5-1.0)b处出现最大拉应力,再往下趋近于零。

构件局部受压端范围内的这种应力状态可以分为三个区域:荷载面积下的混凝土在竖向压应力作用下产生横向膨胀变形,受到周围混凝土的约束而处于三轴受压状态;周围混凝土则因受向外级压力而产生沿周边的水平拉应力,处于二轴或三轴拉压状态;在主应力轨迹线和水平拉应力范围内则为三轴拉压状态。各区域的具体划分和应力值的大小主要取决于构件

截面面积和局部受压面积的比值,并因此决定了构件的局部受压破坏形态。当

较小(一般小于9)时,劈裂破坏的特征较明显;当很大(一般大于36)时,

局部荷载下混凝土的陷落现象较明显。

9-6间接钢筋有哪些形式?对局部受压承载力有何影响?

答:方格网配筋、螺旋式配筋。

可提高局部受压承载力。

练习题

9-1板柱借点的情况同例9-1,但柱子的轴压力为N=600kN。如果抗冲切钢筋分别采用配置箍筋和弯起钢筋两种方案,试确定所需的抗冲切钢筋面积各为多少,并画出配筋构造图。解:根据题意得,

kN h b q N F l 3.593)2(20=+-=

mm h b u m 2300)(*40=+=

21400/400<==s β,取40,2==s s a β

261.12300*4175*405.0,0.122.14.021=+==+=ηη 0.1=∴η

当配置箍筋时,

s v u yv m t l A f h u f F 8.05.00+=η,取2/270mm N f yv =

2'26.3534,4.1414mm A A mm A svu svu svu ==

=∴ 取n=3,2'09.58)2*3/(,3.58/mm A mm n h svu ==

取箍筋为,50@10φ配筋图如下:

当配置弯起钢筋时,

αηs i n 8.05.00s b u

yv m t l A f h u f F +=,取︒==45,/3002αmm N f y ,2.1800

2mm A sbu =取211502*2*3,3mm A A n sbu sb ==∴=

∴取143φ,配筋如下:

9-2板柱借点的情况同例9-1,但柱子的轴压力为N=350kN 。现在柱边开了一个200mm ×200mm 的洞口,见图9-25,试验算受冲切承载力是否满足。

练习题9-2图

解:

根据题意得,10502400,105060<=mm h

∴需要考虑开孔

∴kN F l 3.343)175.0*24.0(*123502

=+-=

考虑开孔影响后,mm u m 25.215675.1432300=-=

其余数据如9-1,

l m t lu F kN h u f F >==∴7.3777.00η

∴满足要求

9-3如图9-26所示的柱下单独基础,作用在基础顶面的轴力N=750kN ,弯矩M=100kN ·m ,剪力V=25kN 。基础顶面在地下水位以上。基础底面上部土体与基础的平均重度为20kN/。

基础采用C25级混凝土(

)。基础在柱边的有效高度

,试验算基础高度是否满足要求?

练习题9-3图

解:

根据题意得,

作用于底面弯矩M 为: m kN M ⋅=+=5.1229.0*25100

kN N 8.51420*75.1*4.2*8.2750=-=

2

22m i n .m a x ,/5.37/7.1156/8.2*4.25.1224.2*8.28.514m kN m kN W M A N p p s s =±=±= 又∵22611900110260*2400mm A =-=

992.0)9.00.1(*800

20008009000.1,8.70m ax ,=----===∴h s l kN A p F β l m t h F kN h b f >=++=∴1003865*22*865450450*

27.1*992.0*7.07.00β ∴高度满足

9-4如图9-27所示,局部荷载作用在混凝土结构的不同位置,试对每种情况画出局部受压承载力计算底面积b A ,并计算局部受压承载力提高系数l β.

练习题9-4图

解:(a)414.1==l

b

l A A β

(b) 912

.1==l

b

l A A β (c) 449

.2==l

b

l A A β

(a )

(b )

(c ) 图9.1 局部受压计算简图